基因Shd,也称为E-20-Monooxygenase,是一种重要的细胞色素P450酶,属于Halloween基因家族。它主要参与昆虫中类固醇激素的生物合成,特别是将蜕皮激素(E)转化为20-羟基蜕皮激素(20E)的过程。20E是所有节肢动物主要的蜕皮激素,对昆虫的生长、发育和繁殖起着至关重要的作用。Shd基因的表达和功能受到严格的调控,以确保昆虫的正常生长和发育。在Drosophila melanogaster中,Shd基因的突变会导致胚胎死亡,这表明Shd基因在蜕皮激素的生物合成中起着至关重要的作用[5]。
Shd基因的表达受到多种因素的调控。例如,在Aedes aegypti细胞中,DENV感染会导致Shd基因的表达水平升高[1]。这表明Shd基因的表达可能受到病毒的调控,以影响昆虫对病毒的敏感性。此外,Shd基因的表达还受到蜕皮激素的负反馈调控。当蜕皮激素水平升高时,Shd基因的表达会降低,以防止蜕皮激素水平过高[2]。
Shd基因的功能研究主要集中在它对蜕皮激素生物合成的影响上。例如,在Laodelphax striatellus中,Shd基因的敲除会导致蜕皮激素受体(EcR)基因的表达水平降低,并导致若虫死亡和发育延迟[3]。这表明Shd基因通过催化E转化为20E,进而影响蜕皮激素信号通路,调控昆虫的发育过程。
除了在昆虫中的作用,Shd基因还与人类的疾病有关。例如,在马来西亚男性人群中,Shd基因的rs3213207多态性与甲型流感病毒引起的恐慌症的发生有强相关性[4]。这表明Shd基因可能参与了人类的疾病发生过程。
综上所述,Shd基因是一种重要的细胞色素P450酶,主要参与昆虫中类固醇激素的生物合成,特别是将蜕皮激素转化为20-羟基蜕皮激素的过程。Shd基因的表达和功能受到严格的调控,以确保昆虫的正常生长和发育。Shd基因的功能研究主要集中在它对蜕皮激素生物合成的影响上,同时Shd基因还与人类的疾病有关。
参考文献:
1. Li, Bo, Wang, Di, Xie, Xiaoxue, Zhou, Xinyu, Li, Chunxiao. 2024. Mosquito E-20-Monooxygenase Gene Knockout Increases Dengue Virus Replication in Aedes aegypti Cells. In Viruses, 16, . doi:10.3390/v16040525. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38675868/
2. Fröhlich, Christopher, Sørum, Vidar, Huber, Sandra, Larsson, D G Joakim, Leiros, Hanna-Kirsti S. . Structural and biochemical characterization of the environmental MBLs MYO-1, ECV-1 and SHD-1. In The Journal of antimicrobial chemotherapy, 75, 2554-2563. doi:10.1093/jac/dkaa175. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32464640/
3. Yu, Jing, Song, Hongyu, Wang, Ying, Wang, Hongfang, Xu, Baohua. . 20-hydroxyecdysone Upregulates Ecdysone Receptor (ECR) Gene to Promote Pupation in the Honeybee, Apis mellifera Ligustica. In Integrative and comparative biology, 63, 288-303. doi:10.1093/icb/icad077. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37365683/
4. Sim, Maw Shin, Hatim, Ahmad, Diong, Shiau Hui, Mohamed, Zahurin. . Genetic polymorphism in DTNBP1 gene is associated with methamphetamine-induced panic disorder. In Journal of addiction medicine, 8, 431-7. doi:10.1097/ADM.0000000000000075. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25303981/
5. Gilbert, Lawrence I. . Halloween genes encode P450 enzymes that mediate steroid hormone biosynthesis in Drosophila melanogaster. In Molecular and cellular endocrinology, 215, 1-10. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15026169/